BAB I PENDAHULUAN
Sebelum adanya hukum gauss, para fisikawan seringkali berfikir,bagaimana dan berapa besar muatan yang terkandung dalam suatu sumber muatan Sejatinya, besarnya muatan tersebut tidakakan tak terbatas. Besarnya medan listrik tersebut haruslah fungsi dari jarak terhadap sumber muatan.Misalnya saja besar medan listrik pada jarak yang lebih besarakan mempunyai m empunyai nilai n ilai yang lebih kecil bila dibandingkan diband ingkan dengan jarak yang lebih dekat dengan sumber muatan. Hukum Gauss (Gauss’s law) adalah sebuah adalah sebuah alternative dari hukum Columb untuk menyatakan hubungan antara muatan listrik listrik dan medan listrik. Hukum itu dirumuskan oleh Carl Friedrich 11.8 Gauss (1777-1855), salah seorang matematikawan terbesar sepanjang masa.Banyak bidang Hukum matematika yang dipengaruhinya, dan dia membuat kontribusi yang s:rma pentingnya untuk fisika teoritis. Hukum Gauss menyatakan bahwa fluks listrik total yang melalui sebarang permukaan tertutup (sebuah permukaan yang mencakup volume tertentu) sebanding dengan muatan lisfiik (netto) total di dalam permukaan itu. Kita sekarang akan mengembangkan secara lebih tepat. Kita akan mengawalinya dengan medan sebuah muatan titik positif tunggal q. Garis-garis medanitu dipancarkan keluar sama besar dalam semua arah. Kita menempatkan muatan ini di pusat sebuah permukaan bola khayal yang jari-jarinya R. Besar E dari medan listrik di tiap-tiap titik pada permukaan itu diberikan oleh
Hukum Gauss adalah bagian dari kunci penggunaan pertimbangan simetri untuk menyederhanakan perhitungan medan-listrik. Misalnya, medan distribusi muatan garis lurus atau distribusi muatan lembar bidang, Sebagai tambahan untuk
1
membuat perhitungan tertentu lebih mudah, hukum Gauss akan memberikan juga kepada kita pandangan ke dalam (insight (insight ) mengenai bagaimana muatan listrik mendistribusikan dirinya pada benda penghantaf (konduktor). Jadi lewat pemaparan danpenjelasan di atas, dapat dijelaskan secara singkat, bahwa hukum Gauss yang juga dikenal sebagai teorema fluks's Gauss, adalah hukum yang berkaitan distribusi muatan listrik untuk yang dihasilkan medan listrik . Hukum Gauss menyatakan bahwa: Fluks listrik melalui permukaan tertutup sebanding dengan tertutup muatan listrik . Undang-undang itu dirumuskan oleh Carl Friedrich Gauss pada 1835, tapi tidak dipublikasikan hingga 1867. Ini adalah salah satu dari empat 'persamaan Maxwell yang membentuk dasar dari elektrodinamika klasik ,tiga lainnyaadalah yang hukum Gauss untuk magnetisme , 's hukum Faraday tentang induksi , dan itu hukum Ampere dengan'skoreksi Maxwell . Teman-dansebaliknya. Hukum Gauss dapat dinyatakan dalam bentuk integral:
Mana
tangan
sisi
kiri
persamaan
adalah
integral
permukaan
yang
menunjukkan fluks listrik melalui permukaan tertutup S, dan tangan sisi kanan dari persamaan adalah jumlah yang dibebankan tertutup oleh S dibagi dengan konstanta listrik . Penjelasan tentang hukum Gauss secara lebih rinci akan dijelaskan pada bab selanjutnya.
2
BAB II PEMBAHASAN
A. KonsepFluksListrik
Sebelum kita membahas lebih jauh tentang Hukum Gauss, maka ada beberapa hal yang perlu untuk diketahui dike tahui salah satunya adalah konsep fluks listrik Fluks listrik adalah ukuran aliran medan listrik yang melalui sebuah permukaan. Fluks li strik total yang melalui permukaan Pada dua titika dalah SAMA
(a)
(b) (c)
PengertianHukum Gauss
3
Fluks listrik Φyang melalui permukaan datar seluas A adalah :
ΦE = E A cosφ cosφ= E•A RumusUmumFluksListrik
Fluks Listrik pada sembarang bidang sama dengan den gan hasil perkalian elemen luas dan komponen tegak lurus dari vector medan listrik E yang diintegralkan pada sebuah permukaan:
Φ =∫ =∫ = ∫ • A B. Hukum Gauss
Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa hukum Gauss untuk medan listrik menyatakan bahwa fluks pergeseran yang keluar dari sebuah permukaan tertutup S sama dengan muatan yang terkandung di dalam volume V yang dibatasi oleh permukaan tersebut. Hukum Gauss (Gauss’s law) adalah sebuah adalah sebuah alternative dari hokum Coloumb untuk menyatakan hubungan antara muatan listrik dan medan listrik. Hukum itu dirumuskan
oleh
Carl
Friedrich
11.8
Gauss
(1777-1855),
salah
seorang
matematikawan terbesar sepanjang masa. Banyak bidang Hukum matematika yang dipengaruhinya, dan dia membuat kontribusi yang s:rma pentingnya untuk fisika teoritis.
Hukum Gauss Berbunyi: “Fluks total “Fluks total yang melalui sebuah permukaan tertutup sama dengan sebuah konstanta kali muatan total yang tercakup”
4
Hukum Gauss memiliki banyak kesamaan dengan hokum Coloumb diantaranya bisa dilihat seperti di bawahini. Hukum Gauss vs Coulomb
• Ekivalen dengan Ekivalen dengan hukum Coulomb • Sama‐sama menghitung medan listrik di sekitar muatan. • Kelebihan HG: dapat dapat menyederhanakan perhitungan untuk soal2 y memiliki derjat simetris yang tinggi.
C. Muatan pada konduktor Kita telah mempelajari bahwa dalam situasi elektostatik (di mana tidak ada gerak netto dari muatan) medan listrik di tiap-tiap titik di dalam sebuah konduktor ada la h nol dan bahwa setiap muatan yang berlebih pada sebuah konduktor diletakkan seluruhnya pada permukaannya (Gambar 2320a). Tetapi apa yang terjadi jika ada sebuah rongga di dalam konduksi itu (Gambaf 23-2Ob)? Jika tidak ada muatan di dalam ronggaitu, kita dapat menggunakan sebuah permukaan Gaussian seperti A (yang sepenuhnya terletak di dalam material konduktoritu) untuk memperlihatkan bahwa muatan netto pada permukaan ronggai Tuharusnol, karena E= 0 di setiap tempat pada permukaan Gaussian tersebut. Ternyata, kita dapat membuktikan dalam situasi ini bahwa tidak boleh ada sebarang muatan dari manapun pada permukaan rongga itu. Misalkan kita menempatkan sebuah benda kecil dengan muatan 4 di dalam rongga di bagian dalam sebuah konduklor (Gambar 23-20c).Konduktor itu tidak bermuatan dan diisolasi dari muatan 4.Sekali lagi E = 0 di setiap tempat pada
5
permukaan A, sehingga menurut hukum Gauss muatan total di d i dalam permukaan itu harus nol. Maka harus ada sebuah muatan -q yang didistribusikan pada permukaan rongga itu, yang ditarik kesana oleh muatan q yang berada di dalam rongga. Muatan total pada konduktor harus tetap nol, sehingga sebuah muatan +4 harus muncul baik pada permukaan luar maupun di dalam material itu. Tetapi kita memperlihatkan dalam Subbab 23-5 bahwa dalam situasi elektrostatistik tidak boleh ada muatan yang berlebih di dalam material sebuah konduktor. Maka kita menyimpulkan bahwa muatan + q harus muncul pada permukaan sebelah luar. Dengan alasan yang sama, jika konduktor itu pada mulanya mempunyai muatan Qs, maka muatan total pada permukaan sebelah luar sama dengan q = qc setelah muatan 4 disisipkan ke dalam rongga itu.
6
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Hukum Gauss (Gauss’s law) adalah adalah sebuah alternative dari hokum Columb untuk menyatakan hubungan antara muatan listrik dan medan listrik.Hukum Gauss menyatakan bahwa fluks listrik total yang melalui sebarang permukaan tertutup (sebuahpermukaan yang mencakup volume tertentu) sebanding dengan muatan lisfiik (netto) total di dalam permukaanitu.
Hukum Gauss dapat dinyatakan dalam bentuk integral:
Fluks listrik adalah ukuran aliran medan listrik yang melalui sebuah permukaan. Fluks listrik total yang melalui permukaan Pada dua titik adalah SAMA. Jadi hukum Gauss menjelaskan tentang
Φ =∫ =∫
= ∫ • A
B. Saran
Dalam perkuliahan teori medan elektromgnetik, tentunya diperlukan referensi yang tepat dan relevan. Selain itu hal lain yang terkait dengan referensi, untuk menunjang perkuliahan diperlukan referensi yang seragam sebagai referensi utama Oleh karena itu kami menyarankan agar dalam perkuliahan selanjutnya, dosen yang bersangkutan mesti memperkenalkan dan menggunakan referensi utama hal ini juga
7
berfungsi untuk efisiensi waktu dan tenaga karena dalam perkuliahan yang lalu, penyusun melihat adanya inefisiensi waktu dan tenaga akibat proses mengajar manual. Selain referensi, hal lain yang menjadi perhatian penyusun adalah penggunaan media teknologi. Selain hal diatas, hal lain yang menjadi perhatian penyusun adalah metode pengajaran. Penyusun menyarankan agar dalam perkuliahan, hal – hal – hal fundamental harus dijelaskan mulai dari dasar. Hal ini diungkapkan karena beberapa bahkan lebih dari 90% mahasiswa fisika angkatan 2009 memiliki masalah dalam hal dasar-dasar. Penyebab utamanya terletak pada mata kuliah di semester awal. Mungkin hanya itu saran yang bisa disampaikan penyusun terkait perkuliahan teori medan elektromagnetik. Besar harapan penyusun agar Ibu dosen mata kuliah dapat memperhatikan dan menindak lanjuti hal ini demi efektivitas dan kualitas perkuliahan Teori medan khusunya dan Jurusan fisika umumnya.
8
